JPH094445A - メタル担体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 Ｓ字状タイプまたは巴状タイプのメタルハニ
カム体を主要な構成要素とする耐久性に優れた排気ガス
浄化用メタル担体（ＭＳ）を提供する。 【解決手段】 薄肉金属製の平板状帯材１と波板状帯材
を交互に所望段数に積層して形成した所望数のスタック
の略中央部を中心に一体的に巻回成形し、各スタックの
各平板状帯材と波板状帯材の端部がメタルケーシングの
内壁面に当接する構造とした排気ガス浄化用触媒を担持
するためのＳ字状タイプまたは巴状タイプのメタルハニ
カム体、及びこれを外包するメタルケーシング、とから
成るメタル担体において、前記所望数のスタックのうち
少なくとも一つのスタック（Ｓ）が、(1) 前記平板状帯
材と波板状帯材に加えて、(2) 前記平板状帯材の中央部
から外縁部（メタルケーシングの内壁面に当接する部
位）の方向にみて、面積増加型で、かつ前記平板状帯材
の表面に一体化される補強板１１を使用して構成された
ものであること、を特徴とするメタル担体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般に、自動車の排気
ガス浄化手段として排気系統に介装されて使用される、
排気ガス浄化用触媒を担持させるための金属製のハニカ
ム構造体（以下、メタルハニカム体という。）を主要な
構成要素とするメタル担体に関する。

【０００２】更に詳しくは、本発明は、従来の典型的な
巻回タイプのメタルハニカム体に代えてＳ字状タイプや
巴状タイプのメタルハニカム体を採用するとともに、前
記メタルハニカム体の構成部材（平板状帯材及び波板状
帯材）に特殊構造の補強板を適用し、メタルハニカム体
部の耐久性、耐振性を図った新しい構造のメタル担体に
関するものである。

【０００３】

【従来の技術】従来の典型的な排気ガス浄化用のメタル
担体は、図１４〜図１５に示されるように、(i) 耐熱性
の薄肉金属板製の平板状帯材と波板状帯材で構成される
ハニカム構造体であって、排気ガス浄化用触媒（例えば
Ｐｔ，Ｒｈ，Ｐｄなどを使用した触媒系）を担持するた
めのメタルハニカム体（Ｈ' ）、及び前記メタルハニカ
ム体（Ｈ' ）を内部に収容し、固定するための金属製の
ケーシング（以下、メタルケーシングといい、略記号Ｃ
を使用する。）、とから構成されるものである。なお、
前記メタル担体は、当業界においては、メタルサポート
（Metal Support ）またはメタルサブストレート（Meta
l Substrate ）といわれており、略記号ＭＳが使用され
る。本発明の説明においても、前記略記号ＭＳが使用さ
れる。また、以下、メタルハニカム体については、ハニ
カム構造（Honeycomb Structure ）にちなんで、従来技
術のものを（Ｈ' ）、本発明のものを（Ｈ）という略記
号で示す。

【０００４】前記した従来のメタル担体（ＭＳ）の主要
な構成要素であるメタルハニカム体（Ｈ' ）としては、
種々の構造のものが提案されている。前記した図１４〜
図１５に示されるメタルハニカム体（Ｈ' ）は、特に図
１５に示されるように平板状帯材と波板状帯材が巻回積
層されていることから巻回タイプと称されているもので
ある。なお、図１４は、従来の巻回タイプのメタルハニ
カム体（Ｈ' ）をメタルケーシング（Ｃ）内に固定した
メタル担体（ＭＳ）の斜視図を示し、図１５は従来の巻
回タイプのメタルハニカム体（Ｈ' ）の正面図を示して
いる。

【０００５】前記した従来の巻回タイプのメタルハニカ
ム体（Ｈ' ）は、例えば１００μｍ以下（好ましくは５
０μｍ以下）の耐熱性の薄肉鋼板からなる平板状帯材
（１）と、前記平板状帯材（１）を波付加工して調製し
た波板状帯材（２）とを、相互に当接部を有するように
重積し、これを一括渦巻き状に巻回成形して軸方向に排
気ガス通路のための多数の網目状通気孔路（セル）
（３）を持つハニカム構造体としたものである。

【０００６】そして、従来のメタル担体（ＭＳ）は、前
記した巻回タイプのメタルハニカム体（Ｈ' ）を、メタ
ルケーシング（Ｃ）の内部に収容し、固着されて製造さ
れる。いうまでもなく、メタル担体（ＭＳ）は、排気ガ
ス系統という厳しい熱的環境の条件下で使用されるた
め、前記メタルハニカム体（Ｈ' ）とメタルケーシング
（Ｃ）は強固に固着されて製造されるものである。

【０００７】即ち、メタルハニカム体（Ｈ' ）とメタル
ケーシング（Ｃ）の両構成要素は、排気ガス自体の高温
度、及び排気ガスと担持されている排気ガス浄化用触媒
との接触反応（発熱反応）により発生する高温度にさら
され、特にメタルハニカム体内部に熱応力に基づく大き
な変形力が誘発されるため、前記熱応力に耐え得るよう
に強固に固着される。なお、前記固着手段としては、当
業界において溶接、ろう接合などの固着手段が採用され
ている。

【０００８】より具体的には、メタルハニカム体（Ｈ'
）とメタルケーシング（Ｃ）の当接面は、これら構成
要素の離体を防止するという観点などから強固に固着さ
れるものである。前記した固着方式として、例えば、メ
タルハニカム体（Ｈ' ）内部に大きな熱応力が発生し、
これが両構成要素の当接面に集中・集積し両構成要素の
離体を誘発するため、前記熱応力を吸収・緩和させるた
めに、前記当接面の特定部位を固着するという方式が提
案されている（例えば、実開昭６２−１９４４３号参
照）。

【０００９】また、メタルハニカム体（Ｈ' ）において
も、前記した過酷な使用条件下における耐久性の確保と
いう観点から、その構成部材である平板状帯材（１）と
波板状帯材（２）の当接部は、種々の方法及び方式によ
り固着される。例えば、メタルハニカム体内部の所定部
位の平板状帯材（１）と波板状帯材（２）との当接部が
ろう接合や溶接などにより固着される（例えば、特公昭
６３−４４４６６号、特開平２−２１８４４２号参
照）。

【００１０】前記した従来のメタル担体（ＭＳ）の主要
な構成要素である巻回タイプのメタルハニカム体（Ｈ'
）は、従来のセラミック製のモノリスタイプのものよ
りも種々の点で優れているが、前記した厳しい熱的使用
条件下で生起する大きな熱応力に対して、まだ改善の余
地を残すものである。特に、メタルハニカム体内部に発
生する熱応力に基づく大きな変形力が、メタルケーシン
グ（Ｃ）の内壁面（内周面）に当接するメタルハニカム
体の外周部、及びその近傍部位に集中・集積するため、
両構成要素（メタルハニカム体とメタルケーシング）の
間の離体、及び前記部位におけるメタルハニカム体の構
成部材（平板状帯材と波板状帯材）の変形、座屈、破損
が生じ、耐久性を大きく損ねる。

【００１１】これは、従来の巻回タイプのメタルハニカ
ム体（Ｈ' ）においては、メタルハニカム体（Ｈ' ）の
メタルケーシング（Ｃ）の内壁面に当接する外周部に注
目すると、前記外周部の構造が、一組の平板状帯材
（１）と波板状帯材（２）がメタルケーシング（Ｃ）の
内壁面に沿うように当接する構造のものであること、即
ち面状に当接する構造のものであり、熱応力に基づく大
きな変形力を十分に吸収・緩和することができないため
である。

【００１２】最近、前記した渦巻状の巻回タイプのメタ
ルハニカム体（Ｈ' ）に代えて、一組の平板状帯材
（１）と波板状帯材（２）から成る最小構成単位の複数
組を使用し、かつ前記最小構成単位の各端部（平板状帯
材と波板状帯材のそれぞれの端部）が、メタルケーシン
グ（Ｃ）の内壁面に当接する構造のメタルハニカム体
（Ｈ' ）が提案されている。この種の新しい構造のメタ
ルハニカム体（Ｈ' ）として、例えば、特開昭６２−２
７３０５１号（特公平４−６４７４０号）にＳ字状タイ
プと称するものが、また特公表３−５０２６６０号に巴
状タイプと称するものが提案されている。

【００１３】前記したＳ字状タイプや巴状タイプのメタ
ルハニカム体（Ｈ' ）は、後述するように本発明の改良
の対象とされるものであり、本発明の理解のために図示
されている。即ち、前記Ｓ字状タイプのメタルハニカム
体（Ｈ' ）の構造と製造プロセスの概要が図１６〜図１
８に示され、また巴状タイプのメタルハニカム体（Ｈ'
）の構造と製造プロセスの概要が図１９〜図２０に示
されている。なお、これらＳ字状タイプまたは巴状タイ
プのメタルハニカム体（Ｈ' ）の構造や製造プロセスの
詳細は、後述される。

【００１４】前記したＳ字状タイプまたは巴状タイプの
メタルハニカム体（Ｈ' ）は、従来の渦巻状巻回タイプ
のメタルハニカム体（Ｈ' ）と比較して熱応力の吸収、
緩和特性に優れたものである。これは、前記したように
従来の巻回タイプのメタルハニカム体（Ｈ' ）において
は、一つの最小構成単位（一組の平板状帯材と波板状帯
材）の端部がメタルケーシング（Ｃ）の内壁面に沿うよ
うにして当接しているのに対し、前記したＳ字状タイプ
または巴状タイプのメタルハニカム体（Ｈ' ）において
は、所望の数の最小単位の各端部が、メタルケーシング
（Ｃ）の内壁面に当接する構造のものであり、このため
各端部において熱応力を吸収、緩和することができるた
めである。

【００１５】前記したように従来のＳ字状タイプまたは
巴状タイプのメタルハニカム体（Ｈ' ）は、メタルハニ
カム体の外周部及びその近傍部位に集中、集積する熱応
力を各最小構成単位（一組の平板状帯材と波板状帯材）
が夫々に分担して吸収、緩和することができるため、メ
タルハニカム体の耐久性に一定の改善がなされているも
のである。

【００１６】しかしながら、前記Ｓ字状タイプまたは巴
状タイプのメタルハニカム体（Ｈ'）に対して、より高
度の性能や特性の実現が求められる。例えば、これらＳ
字状タイプや巴状タイプの特殊構造のメタルハニカム体
（Ｈ' ）において、その中心部と外周部を比較した場
合、前記したように外周部の耐久性は改善されている
が、それとの相対的関係において中心部の耐久性が低下
する結果になる。特に、この種のメタルハニカム体は激
しい振動が印加される条件下で使用されるため、中心部
の耐振性の向上は強く求められている。また、メタルハ
ニカム体の外周部においても、熱応力を吸収・緩和する
特性が従来の巻回タイプのものよりも優れているとはい
え、外周部位は熱応力に基づく大きな変形力が集中・集
積する部位であるため、より高度の耐久性が求められて
いる。

【００１７】

【発明が解決しようとする問題点】本発明は、前記した
従来のＳ字状タイプまたは巴状タイプのメタルハニカム
体（Ｈ' ）に対する要求特性の高度化に応えるべくなさ
れたものである。本発明者らは、Ｓ字状タイプまたは巴
状タイプのメタルハニカム体（Ｈ' ）の改善について鋭
意、検討を加えた。その結果、従来のＳ字状タイプまた
は巴状タイプのメタルハニカム体（Ｈ' ）は、平板状帯
材と波板状帯材を交互にかつ所望段数に重積して構成し
たスタック（stack ）を使用して製造されるものである
が、前記スタックにおいて、前記スタックを構成する平
板状帯材（または波板状帯材）の中央部から外縁部（メ
タルケーシングの内壁面に当接する部位）の方向にみ
て、面積が増加する面積増加型の補強板を前記スタック
の構成部材として適用した場合、前記した要求特性の実
現が図れるという知見を得た。

【００１８】本発明は、前記知見をベースとして完成さ
れたものであり、本発明により耐振性、耐久性に優れた
Ｓ字状タイプまたは巴状タイプのメタルハニカム体を主
要な構成要素とするメタル担体（ＭＳ）が提供される。

【００１９】

【問題点を解決するための手段】本発明を概説すれば、
本発明は薄肉金属製の平板状帯材と波板状帯材を交互に
所望段数に積層して形成した所望数のスタック（Ｓ＝Ｓ
1 〜Ｓn ，ｎは１以上の整数）を使用し、前記各スタッ
クの略中央部を中心に一体的に巻回成形し、各スタック
の各平板状帯材と波板状帯材の端部が外包するメタルケ
ーシングの内壁面に当接する構造とした排気ガス浄化用
触媒を担持するためのＳ字状タイプまたは巴状タイプの
メタルハニカム体、及び前記メタルハニカム体を外包す
るメタルケーシング、とから成るメタル担体において、
前記所望数のスタックのうち少なくとも一つのスタック
（Ｓ）が、(i) 前記平板状帯材と波板状帯材に加えて、
(ii)前記平板状帯材の中央部から外縁部（メタルケーシ
ングの内壁面に当接する部位）の方向にみて、面積増加
型で、かつ前記平板状帯材の表面に一体化される補強板
を使用して構成されたものであること、を特徴とするメ
タル担体に関するものである。

【００２０】以下、本発明の技術的構成及び実施態様を
図面を参照して詳しく説明する。なお、本発明は、図示
のものに限定されないことはいうまでもないことであ
る。

【００２１】前記したように、本発明のメタル担体（Ｍ
Ｓ）は、その主要な構成要素であるメタルハニカム体
（Ｈ）として、従来の図１６〜図１８に示されるＳ字状
タイプ、及び図１９〜図２０に示される巴状タイプのメ
タルハニカム体（Ｈ' ）を改良したものを採用する点に
特徴がある。そして、本発明は、特に、この種の特殊構
造のメタルハニカム体を利用したメタル担体（ＭＳ）に
おいて、メタルハニカム体部の強度特性、耐久性、中心
部の耐振性に優れたメタル担体（ＭＳ）を提供しようと
するものである。

【００２２】そこで、本発明の理解を助けるために、ま
ず本発明が改良の対象としている前記した従来のＳ字状
タイプと巴状タイプのメタルハニカム体（Ｈ' ）につい
て説明する。従来のＳ字状タイプのメタルハニカム体
（Ｈ' ）とその製造プロセスを含めた概要は、図１６〜
図１８に示されている。即ち、図１６は従来のＳ字状タ
イプのメタルハニカム体（Ｈ' ）の正面図を示し、図１
７は前記メタルハニカム体（Ｈ' ）を製造するために使
用される従来のスタック（Ｓ1'）の斜視図を示し、図１
８は前記スタック（Ｓ1'）の略中央部の上下最外面に二
つの巻回成形用治具（Ｗ1 ，Ｗ2 ）を配設し、該巻回成
形用治具を同一方向に巻回してＳ字状タイプのメタルハ
ニカム体（Ｈ' ）を製造する方法を示している。なお、
図１６〜図１７において、図を明確にするために、一部
の平板状帯材（１）と波板状帯材（２）のみが示されて
おり、他は省略されている。

【００２３】図示されるように、従来の前記Ｓ字状タイ
プのメタルハニカム体（Ｈ' ）は、薄肉鋼板製の一組の
平板状帯材（１）と波板状帯材（２）を最小構成単位と
して製作される。即ち、図１７に示されるように平板状
帯材（１）と波板状帯材（２）を交互に所望段数に積層
してスタック（Ｓ1'）を形成し、次いで図１８に示され
るように前記スタック（Ｓ1'）の外表面（上面及び下
面）に二つの巻回成形用治具（Ｗ1 ，Ｗ2 ）を配設し、
該巻回成形用治具を同一方向（例えば時計回り方向）に
巻回することにより、図１６に示されるＳ字状タイプの
メタルハニカム体（Ｈ' ）が製作される。図中、（３）
はセルを示す。なお、図１６にみられるように、メタル
ハニカム体（Ｈ' ）の中心部において、スタック（Ｓ1
'）を構成する平板状帯材（１）と波板状帯材（２）が
Ｓ字状にわん曲した形状をしているため、当業界におい
てはこの種のメタルハニカム体（Ｈ' ）をＳ字状タイプ
のメタルハニカム体と俗称している。

【００２４】従って、本発明においてＳ字状タイプのメ
タルハニカム体（Ｈ）とは、前記製造プロセスによって
製造されるものの総称であることに留意すべきである。
即ち、本発明のＳ字状タイプのメタルハニカム体（Ｈ）
は、次に説明する巴状タイプのメタルハニカム体（Ｈ）
を包含する概念であり、使用するスタック数は所望のも
のであってもよいことはいうまでもないことである。

【００２５】そして、前記のようにして製作された従来
Ｓ字状タイプのメタルハニカム体（Ｈ' ）は、図１６に
示されるように別体として調製されたメタルケーシング
（Ｃ）内に填装され、固着されてメタル担体（ＭＳ）と
される。

【００２６】次に、本発明の理解を助けるために、従来
のメタルハニカム体（ＭＳ）の主要な構成要素である巴
状タイプのメタルハニカム体（Ｈ' ）について説明す
る。従来の巴状タイプのメタルハニカム体（Ｈ' ）とそ
の製造プロセスを含めた概要は、図１９〜図２０に示さ
れている。なお、図１９は、巴状タイプのメタルハニカ
ム体（Ｈ' ）の正面図であるが、図を明確にするために
一部の平板状帯材（１）と波板状帯材（２）のみが示さ
れており、他は省略されている。

【００２７】前記巴状タイプのメタルハニカム体（Ｈ'
）は、図２０に示されるように、次のようにして製造
されるものである。即ち、平板状帯材（１）と波板状帯
材（２）を所望段数に積層して形成した三つのスタック
（Ｓ1'，Ｓ2'，Ｓ3'）を使用し、各スタックの中心角を
１２０°にするとともに相互に当接させて組合わせる。
次いで、各スタックの略中央部の外表面に一つづつ、合
計三つの巻回成形用治具（Ｗ1 ，Ｗ2 ，Ｗ3 ）を図２０
に示されるように配設し、該巻回成形用治具を同一方向
（例えば時計回り方向）に巻回することにより、図１９
に示される巴状タイプのメタルハニカム体（Ｈ' ）が製
作される。なお、図１９に示されるように、メタルハニ
カム体（Ｈ' ）の中心部において、三つのスタック（Ｓ
1'，Ｓ2'，Ｓ3'）が巴状（三つ巴状）になっているた
め、当業界においてはこの種のメタルハニカム体（Ｈ'
）を巴状タイプと俗称している。また、いうまでもな
いことであるが、前記Ｓ字状タイプ及び巴状タイプのメ
タルハニカム体（Ｈ' ）において、正面（断面）形状は
図示の円形のものに限定されず、レーストラック形状な
どの任意形状のものであってもよい。

【００２８】そして、図１９に示されるように、前記従
来の巴状タイプのメタルハニカム体（Ｈ' ）は、メタル
ケーシング（Ｃ）内に填装され固着されてメタル担体
（ＭＳ）とされる。

【００２９】以下、本発明の技術的構成及び実施態様を
図面を参照して詳しく説明する。なお、以下に説明する
本発明のメタル担体（ＭＳ）において、その主要な構成
要素であるメタルハニカム体（Ｈ）は、説明の便宜上、
Ｓ字状タイプのものであるが、本発明はこれに限定され
るものではない。

【００３０】図１〜図３は、本発明の第一実施態様のメ
タル担体（ＭＳ）を説明する図である。図１は、従来技
術に関する図１６に対応する図であり、本発明の第一実
施態様のＳ字状タイプのメタルハニカム体（Ｈ）、及び
前記メタルハニカム体（Ｈ）を外包するメタルケーシン
グ（Ｃ）とからなるメタル担体（ＭＳ）の正面図であ
る。図１において、メタルハニカム体（Ｈ）部の太線部
分は、後述する補強板（１１）の介在部位を示してい
る。

【００３１】図２は、本発明の補強板（１１）の斜視図
である。図示されるように、前記補強板（１１）は、中
央部（ａ）から両端部（ｂ）の方向に面積が増大するよ
うに構成されている。本発明の前記補強板（１１）は、
Ｓ字状タイプのメタルハニカム体（Ｈ）を調製するため
に使用されるスタック（Ｓ1 ）（従来技術に関する図１
７を参照）に適用される重要な構成部材である。図３
は、Ｓ字状タイプのメタルハニカム体（Ｈ）を調製する
ために使用される一部を省略したスタック（Ｓ1 ）（従
来技術に関する図１７を参照）の斜視図である。即ち、
図３は、スタック（Ｓ1 ）を構成する部材のうち、一枚
の平板状帯材（１）と前記平板状帯材（１）の表面に配
設された一枚の補強板（１１）の組合わせのみを示して
おり、他の平板状帯材（１）と波板状帯材（２）は省略
されている。

【００３２】図２〜図３に示されるように、前記スタッ
ク（Ｓ1 ）は、(1) その構成部材として、平板状帯材
（１）と波板状帯材（２）に加えて、(2) 補強板（１
１）を使用して構成される点に特徴を有する。そして、
前記補強板（１１）は、平板状帯材（１）の中央部
（ａ）から外縁部（メタルケーシングの内壁面に当接す
る部位）（ｂ）の方向にみて、表面積が増加する（以
下、面積増加型という。）平板状の補強板で構成され
る。なお、本発明において、前記「面積増加型」とは、
図３から明らかのように、平板状帯材（１）の幅内で面
積が増加するという意味であるということは、いうまで
もないことである。

【００３３】本発明において、スタック（Ｓ1 ）の構成
部材として前記補強板（１１）を採用することにより、
次のような効果を得ることができる。 (i) 補強板（１１）の前記構造からして、中央部から
外縁部方向の単位長さ当りの補強板の質量において、外
縁部に比較して中央部が小さいため、メタルハニカム体
（Ｈ）の中央部における外部からの振動負荷に対する耐
振性を向上させることができる。 (ii) 補強板（１１）の外縁部を、外包するメタルケー
シング（Ｃ）の内壁面に強固に固着させることができ
る。別言すればメタルハニカム体（Ｈ）の外縁部をメタ
ルケーシング（Ｃ）の内壁面に強固に固着させることが
できる。これにより、両構成要素（メタルハニカム体部
とメタルケーシング部）の離体を防止することができ
る。

【００３４】(iii) 前記両構成要素の強固な固着及び補
強板（１１）の構造（外縁部の面積が大きいという構
造）との関連において、メタルハニカム体（Ｈ）の構成
部材（平板状帯材と波板状帯材）の変形、座屈、破損な
どに対する耐久性を改善することができる。 (iv) 補強板（１１）の外縁部（メタルハニカム体の外
縁部）のメタルケーシング（Ｃ）の内壁面に対する強固
な固着は、メタルハニカム体（Ｈ）内部の強度改善にも
好ましい結果を与える。

【００３５】本発明において、前記補強板（１１）は、
スタック（Ｓ1 ）に対して一枚だけが適用されるだけで
なく、所望枚数が適用されてもよいことはいうまでもな
いことである。本発明において、前記補強板（１１）と
平板状帯材（１）の当接面部は、非固着状態のものであ
ってもよいし、あるいは当接面部の少なくとも一部が機
械的な係合、または溶接やろう接合による固着手段によ
り固着されていてもよいものである。

【００３６】本発明において、前記したスタック（Ｓ1
）の構成部材、別言すればＳ字状タイプのメタルハニ
カム体（Ｈ）を構成する平板状帯材（１）、波板状帯材
（２）、及び補強板（１１）としては、従来のメタルモ
ノリスタイプのハニカム体（Ｈ' ）の製作に使用されて
いるものを使用すればよい。より具体的には、クロム
鋼、あるいはこれに耐高温酸化性を改善するために希土
類金属（ＲＥＭ）を加えた耐熱性のステンレス鋼など、
厚さが０．０３〜０．１ｍｍ程度の帯材を使用すればよ
い。なお、帯材（１、２）や補強板（１１）にＡｌを含
有させたものや、あるいはその表面にＡｌ層を設けたも
のを熱処理し、その表面にウィスカー状もしくはマッシ
ュルーム状のアルミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）を析出させたもの
が好ましい。前記ウィスカー状などのアルミナは、Ｐ
ｔ，Ｐｄ，Ｒｈなどの排気ガス浄化用触媒を担持するた
めのウォッシュコート層を強固に保持することができる
ので好ましいものである。

【００３７】本発明のＳ字状タイプのメタルハニカム体
（Ｈ）は、前記図１６に示されるものと同様にメタルケ
ーシング（Ｃ）に収納、固着されて排気ガス浄化用のメ
タル担体（ＭＳ）とされるものである。前記メタル担体
（ＭＳ）を構成するメタルケーシング（Ｃ）を製作する
ために使用される材料としては、前記メタルハニカム体
（Ｈ）を構成する帯材（１、２）や補強板（１１）と同
種の耐熱鋼を使用してもよい。あるいは、耐熱耐食性に
富む二重構造としたもの、具体的には内側部分にフェラ
イト型ステンレス鋼を、外側部分にオーステナイト型ス
テンレス鋼を使用した二重構造のメタルケーシング
（Ｃ）を使用してもよい。

【００３８】前記メタル担体（ＭＳ）において、排気ガ
ス浄化用の触媒の担持は、常法に従って行えばよい。即
ち、メタルハニカム体（Ｈ）のハニカム構造の壁面に、
排気ガス浄化用触媒の支持体層としてのウォッシュコー
ト（wash coat ）層を形成し、より具体的には触媒活性
を高めることができる大きな表面積を有するγ−Ａｌ₂
Ｏ₃ のコーティング層を形成し、次いでＰｔ，Ｐｄ，Ｒ
ｈ型酸化還元触媒などの排気ガス浄化用触媒を担持すれ
ばよい。

【００３９】本発明において、補強板（１１）の形状、
構造には種々の変形例が可能である。以下、補強板（１
１）の変形例について図を参照して説明するが、本発明
はこれらのものに限定されない。

【００４０】図４は、前記図２に示される補強板（１
１）を第一実施態様とすれば、補強板（１１）の第二実
施態様を示す図である。即ち、図４は、前記第一実施態
様に関する図２に対応する図である。第二実施態様の補
強板（１１）（図４）が前記第一実施態様（図２）のも
のと大きく異なる点は、補強板（１１）の両側部を中心
部（ａ）から外縁部（ｂ）にかけて所望の曲率（Ｒ）を
有するようにした点である。

【００４１】図５は、補強板（１１）の第三実施態様を
示す図であり、前記第一実施態様に関する図２に対応す
る図である。第三実施態様の補強板（図５）が前記第一
実施態様のものと大きく異なる点は、製造されるメタル
ハニカム体（Ｈ）の前面部、即ち図中（Ｆ）で示される
排気ガス流方向にみて、排気ガスが流入する前面部位に
補強板（１１）が存在するように構成されている点であ
る。図５に示される構造の補助板（１１）の採用によ
り、Ｓ字状タイプのメタルハニカム体（Ｈ）の前面部に
おいて観察される構成帯材（平板状帯材と波板状帯材）
の亀裂成長、破損などが効果的に防止される。

【００４２】図６は、補強板（１１）の第四実施態様を
示す図であり、前記第三実施態様の変形例である。第四
実施態様の補強板（１１）（図６）が、前記第三実施態
様のもの（図５）と大きく異なる点は、排気ガス流出部
側の縁部を曲率（Ｒ）をもつようにした点である。

【００４３】図７は、補強板（１１）の第五実施態様を
示す図である。また、図８は、補強板（１１）の第六実
施態様を示す図である。図７と図８は、それぞれ図５
（第三実施態様）と図６（第四実施態様）に対応するも
のである。第五〜第六実施態様（図７〜図８）の補助板
（１１）が、前記第三〜第四実施態様（図５〜図６）の
ものと大きく異なる点は、製造されるメタルハニカム体
（Ｈ）の後面部、即ち図中（Ｆ）で示される排気ガス流
方向にみて、排気ガスが流出する部位に補強板（１１）
が存在するように構成されている点である。前記構成の
補強板（１１）の採用により、この種のメタルハニカム
体（Ｈ）の排気ガス流出端部において観察されるテレス
コーピング（メタルハニカム体の中央部が排気ガス流方
向に飛び出してしまう現象をいう。スコーピング、フィ
ルムアウトなどともいわれている。）を低減化すること
ができる。

【００４４】図９〜図１０は、それぞれ本発明の補強度
（１１）の第七〜第八実施態様を示す図である。第七実
施態様の補助板（１１）（図９）は前記第一実施態様
（図２）の変形例とみることができ、また第八実施態様
の補強板（１１）（図１０）は前記第五実施態様（図
７）の変形とみることができる。第七〜第八実施態様の
補助板（１１）で特徴的な点は、中央部（ａ）から外縁
部（ｂ）の方向にみて、段階的に面積が増加していると
いう点である。そして、補強板（１１）は、大きさの異
なる数種類の矩形状ストリップ材（ｅ1 ，ｅ2 ，ｅ3 ）
で構成されているという点である。前記したように本発
明の補強板（１１）は、耐熱鋼製の帯材（平板状帯材及
び波板状帯材）と同種の材質のもので構成されるが、こ
れら帯材は極めて高価なものである。従って、本実施態
様の補強板（１１）は、前記した他の実施態様のものよ
りも経済的である。これは、帯材からの矩形状ストリッ
プ材の得率が高いことから明らかなことである。

【００４５】図１１〜図１３は、更に別のカテゴリーに
属する本発明の補強板（１１）の実施態様を示す図であ
る。即ち、図１１（第九実施態様）、図１２（第十実施
態様）、及び図１３（第十一実施態様）に示される補強
板（１１）において特徴的な点は、補強板（１１）が、
その中心部（ａ）から外縁部（ｂ）の方向にみて、中心
部から外縁部近傍の領域まで面積一定領域を有し、それ
に連接されて面積漸増領域を有する点である。図１１〜
図１３に示される構造の補強板（１１）を採用すること
により、メタルハニカム体（Ｈ）の中心部に発生する大
きな熱応力を前記補強板（１１）を介して外周部に伝播
させることができ、外周部において前記熱応力を効果的
に吸収、緩和することができる。なお、前記図示の面積
漸増領域は、一段で面積を増大させる態様のものである
か、本発明においては多段階に面積を増大させたり、あ
るいは連続的に面積を増大させる態様のものであっても
よいことはいうまでもないことである。

【００４６】本発明において、Ｓ字状タイプまたは巴状
タイプのメタルハニカム体（Ｈ）を製造するときに使用
するスタック（Ｓ）は、使用するスタックの少なくとも
一つに前記した補強板を有すべきである。いうまでもな
く、三個のスタックを使用して巴状タイプのメタルハニ
カム体（Ｈ）を製造するとき、その一つまたは全てに前
記補強板が適用されてもよいものである。

【００４７】

【発明の効果】本発明のメタル担体（ＭＳ）は、Ｓ字状
タイプまたは巴状タイプのメタルハニカム体（Ｈ）を主
要な構成要素とするものであるが、前記メタルハニカム
体（Ｈ）を製造するときに使用するスタックとして、即
ち平板状帯材と波板状帯材を交互に所望段数に積層して
形成したスタックとして、特殊な構成のスタックを採用
する点に特徴を有する。

【００４８】即ち、本発明において、前記スタックは、
平板状帯材と波板状帯材に加えて、前記平板状帯材（ま
たは波板状帯材）の中心部から外縁部（メタルケーシン
グの内壁面に当接する部位）の方向にみて、面積増加型
で、かつ前記平板状帯材の表面に一体化される補強板を
採用して構成されるという点に特徴を有する。

【００４９】前記補強板の採用により、以下の優れた効
果を奏することができる。 (i) 補強板の前記構造からして、中央部から外縁部方向
の単位長さ当りの補強板の質量において、外周部に比較
して中央部が小さいため、メタルハニカム体（Ｈ）の中
央部における外部からの振動負荷に対する耐振性を向上
させることができる。 (ii)補強板の外縁部を、外包するメタルケーシング
（Ｃ）の内壁面に強固に固着させることができる。別言
すればメタルハニカム体（Ｈ）の外縁部をメタルケーシ
ング（Ｃ）の内壁面に強固に固着させることができる。
これにより、両構成要素（メタルハニカム体部とメタル
ケーシング部）の離体を防止することができる。

【００５０】(iii)前記両構成要素の強固な固着及び補
強板の構造（外縁部の面積が大きいという構造）との関
連において、メタルハニカム体（Ｈ）の外周部及びその
近傍部位における耐久性が改善される。即ち、これら部
位におけるメタルハニカム体（Ｈ）の構成部材（平板状
帯材と波板状帯材）の変形、座屈、破損などに対する耐
久性を改善することができる。 (iv)補強板の外縁部（メタルハニカム体の外縁部）のメ
タルケーシング（Ｃ）の内壁面に対する強固な固着は、
メタルハニカム体（Ｈ）内部の強度改善にも好ましい結
果を与える。

【００５１】(v) 補強板の採用により、メタルハニカム
体（Ｈ）内部の強度を向上させることができる。 (vi)補強材の介在する部位において、平板状帯材と波板
状帯材は、相互に当接しなくなるため外部位での排気ガ
ス流の拡散、乱流化が促進され、浄化率が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のＳ字状タイプのメタルハニカム体
（Ｈ）を主要な構成要素とするメタル担体（ＭＳ）の正
面図である。

【図２】 本発明のメタル担体（ＭＳ）を製造するため
のスタックに適用される第一実施態様の補強板の斜視図
である。

【図３】 本発明のメタル担体（ＭＳ）を製造するため
に使用されるスタックの一部を省略した斜視図である。

【図４】 本発明のメタル担体（ＭＳ）を製造するため
のスタックに適用される第二実施態様の補強板の平面図
である。

【図５】 本発明のメタル担体（ＭＳ）を製造するため
のスタックに適用される第三実施態様の補強板の平面図
である。

【図６】 本発明のメタル担体（ＭＳ）を製造するため
のスタックに適用される第四実施態様の補強板の平面図
である。

【図７】 本発明のメタル担体（ＭＳ）を製造するため
のスタックに適用される第五実施態様の補強板の平面図
である。

【図８】 本発明のメタル担体（ＭＳ）を製造するため
のスタックに適用される第六実施態様の補強板の平面図
である。

【図９】 本発明のメタル担体（ＭＳ）を製造するため
のスタックに適用される第七実施態様の補強板の平面図
である。

【図１０】 本発明のメタル担体（ＭＳ）を製造するた
めのスタックに適用される第八実施態様の補強板の平面
図である。

【図１１】 本発明のメタル担体（ＭＳ）を製造するた
めのスタックに適用される第九実施態様の補強板の平面
図である。

【図１２】 本発明のメタル担体（ＭＳ）を製造するた
めのスタックに適用される第十実施態様の補強板の平面
図である。

【図１３】 本発明のメタル担体（ＭＳ）を製造するた
めのスタックに適用される第十一実施態様の補強板の平
面図である。

【図１４】 従来の巻回タイプのメタルハニカム体（Ｈ
' ）を主要な構成要素とするメタル担体（ＭＳ）の斜視
図である。

【図１５】 図１４に示されるメタル担体（ＭＳ）の正
面図である。

【図１６】 従来のＳ字状タイプのメタルハニカム体
（Ｈ' ）を主要な構成要素とするメタル担体（ＭＳ）の
一部を省略した正面図である。

【図１７】 図１６のメタルハニカム体（Ｈ' ）を製造
するために使用されるスタック（Ｓ1'）の斜視図であ
る。

【図１８】 図１７に示されるスタック（Ｓ1'）の巻回
成形法を説明する図である。

【図１９】 従来の巴状タイプのメタルハニカム体（Ｈ
' ）を主要な構成要素とするメタル担体（ＭＳ）の一部
を省略した正面図である。

【図２０】 図１９のメタルハニカム体（Ｈ' ）を製造
するために使用されるスタック（Ｓ1'，Ｓ2'，Ｓ3'）の
巻回成形法を説明する図である。

【符号の説明】

ＭＳ ……… メタル担体 Ｈ ……… 本発明のメタルハニカム体 Ｈ' ……… 従来のメタルハニカム体 Ｃ ……… メタルケーシング Ｓ1 ……… 本発明のスタック Ｓ1'，Ｓ2'，Ｓ3' ……… 従来のスタック Ｗ1 ，Ｗ2 ……… 巻回成形用治具 Ｆ ……… 排気ガス流方向 １ ……… 平板状帯材 ２ ……… 波板状帯材 ３ ……… セル（網目状通気孔路） １１ ……… 補強板 ａ ……… 中心部 ｂ ……… 外縁部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄肉金属製の平板状帯材と波板状帯材を
   交互に所望段数に積層して形成した所望数のスタック
   （Ｓ＝Ｓ1 〜Ｓn ，ｎは１以上の整数）を使用し、前記
   各スタックの略中央部を中心に一体的に巻回成形し、各
   スタックの各平板状帯材と波板状帯材の端部が外包する
   メタルケーシングの内壁面に当接する構造とした排気ガ
   ス浄化用触媒を担持するためのＳ字状タイプまたは巴状
   タイプのメタルハニカム体、及び前記メタルハニカム体
   を外包するメタルケーシング、とから成るメタル担体に
   おいて、 前記所望数のスタックのうち少なくとも一つのスタック
   （Ｓ）が、 (i) 前記平板状帯材と波板状帯材に加えて、 (ii)前記平板状帯材の中央部から外縁部（メタルケーシ
   ングの内壁面に当接する部位）の方向にみて、面積増加
   型で、かつ前記平板状帯材の表面に一体化される補強板
   を使用して構成されたものであること、を特徴とするメ
   タル担体。
2. 【請求項２】 補強板が、平板状帯材の中央部から外縁
   部の方向にみて、面積漸増タイプの補強度である請求項
   １に記載のメタル担体。
3. 【請求項３】 補強板が、連続的に面積を増加するタイ
   プのものである請求項２に記載のメタル担体。
4. 【請求項４】 補強板が、段階的に面積を増加するタイ
   プのものである請求項２に記載のメタル担体。
5. 【請求項５】 補強板が、平板状帯材の中央部から外縁
   部の方向にみて、面積一定領域のあとに、面積漸増領域
   を有するものである請求項１に記載のメタル担体。